Симуляция термодеформационного поведения двусторонних торцешлифовальных станков

Abstract

В работе представлен результат моделирования термодеформационного поведения несущей системы двустороннего торцешлифовального станка, рассмотренного для двух режимов его работы: на холостом и рабочих ходах. В качестве основных источников тепла рассматривались шпиндельные подшипники, тепловые потоки от смазочно-охлаждающей жидкости, тепловые потоки от двигателей. Предварительные значения тепловых и конвективных потоков назначались по известным методикам, применяемых в инженерных расчётах станков. Уточнение значений тепловых и конвективных потоков осуществлялось по результатам экспериментальных значений температур и температурных перемещений. В тепловой модели конвективный теплообмен был назначен для 450 поверхностей. Тепловые потоки были назначены для 161 поверхности. Симуляция проводилась в Ansys для 6 часов работы станка. В качестве типового конечного элемента в Ansys использован десятиузловой элемент Solid227. Задача термоупругости решалась в связанной постановке. Погрешность моделирования тепловых процессов не превысила 0,5 С, погрешность моделирования температурных перемещений не превысила 5 мкм. Результаты компьютерного моделирования подтвердили характерные для данной гаммы станков относительные экспериментальные положения левого и правого шлифовальных кругов. На холостом ходу взаимное положение шлифовальных кругов представляло состояние «внизу шире», а на рабочем ходу было зафиксировано состояние «внизу уже». Представлены иллюстрации сеточной модели и контурные графики для температурного поля и температурных перемещений несущей системы станка для двух режимов его работы.